大学课件-化工原理-第2章输送3

1.离心泵特性曲线的影响因素①物性参数影响（a）密度对泵特性曲线的影响H-qV曲线、η-qV曲线：P-qV曲线：无关与PP小结（b）粘度对泵特性曲线的影响CHCHqCqcStvHVqVV，，时，20②叶轮直径和转数对特性曲线的影响（a）叶轮外径D车削定律)(DDqqVV2)(DDHH3)(DDPP（b）叶轮转数比例定律nnqqVV2)(nnHH3)(nnPP2.离心泵的汽蚀现象(1)离心泵的汽蚀现象时，发生汽蚀sKpp(2)离心泵的汽蚀余量gpgugphguNPSHsfkk2221121汽蚀余量：(a)必需汽蚀余量(NPSHr)(b)装置汽蚀余量(NPSHa)gphzgpNPSHsfa100(c)离心泵的NPSHa安全裕量理论上，NPSHaNPSHr泵不发生汽蚀SNPSHNPSHra3.离心泵的安装高度①安装高度：泵入口与吸入液面间的垂直距离。②最大安装高度ZmaxrfsoNPSHhgpgpzo1max③允许安装高度SZZmaxZZ允许安装高度实际安装高度4.离心泵在管路中的工况2VBqAL(1)管路特性曲线gpzAgddlB42)(8(2)离心泵的工作点2VBqAL2VbqkHHeQHLHVLVqq,,ba流量QHe图2-18管路的特性曲线（3）影响管路特性曲线的因素*ρ的影响时，0p无影响对A时，0pA则,*管路阻力的影响（高阻管路）则曲线斜率,B（低阻管路）则曲线斜率,BqVDHeqVqVACQDHeQ图2-20节流调节时工作点的变化HeAHeDQACDBAE'E(4)离心泵的流量调节(工作点的调整)①节流(阀门)调节----改变管路特性曲线BDHHH消耗在阀门上的能量---②转数调节----改变泵特性曲线QM'HeQ图2-21改变转速时的工作点的变化QMEHeMHeMnn'MM'Q~HeQ'~He'MnqV2nH3nQM'HeQ图2-21改变转速时的工作点的变化QMEHeMHeMnn'MM'Q~HeQ'~He'M③改变叶轮直径DqV2DH3D5离心泵的组合运转工况分析(1)并联操作泵型号相同，吸入管路相同，出口阀开度相同①泵合成特性曲线改变相同压头下，流量加倍时，单并HH单并,,2VVqq)(,不变单Vq②管路特性曲线不变24并并VqbkH2单单VbqkH2VBqAL单单,VqH并并VqH③并联泵的工作点*并联泵总流量和总压头↑*流量增加不到单泵的两倍原因：管路存在阻力损失单并单,,,2VVVqqq单并HH④并联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率(2)串联操作①泵的合成特性曲线改变相同流量下，压头加倍。时，单串,,VVqq单串HH22,2串串VbqkH2,单单如果VbqkH②管路合成特性曲线不变2VBqAL单单,VqH串串VqH串③串联泵的工作点*串联泵的总流量和总压头↑*压头增加不到单泵的两倍。,2单串单HHH单串,,VVqq④串联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率HeQ图2-24组合方式的选择ab2'211'A单并串M(3)两种组合方式的比较及选择①截距AHe单max应采用串联操作并联泵压头不够大②串、并联都满足时，应根据管路特性选择。低阻管路(B较小)，宜采用并联操作；高阻管路(B较大)，宜采用串联操作；(4)组合泵的流量调节方法：同单泵注意：确定组合泵的工作点时，应使用泵的合成特性曲线和管路特性。CC由单泵求泵合成特性曲线并联：串联：组合泵工作点流量、压头并联：串联：时，单并HH单串HH2单并,,2VVqq时，单串,,VVqq单并单,,,2VVVqqq单并HH,2单串单HHH单串,,VVqq(5)离心泵的串联和并联单泵出口阀开度不变时，*并联和串联提高泵输出的流量或压头是否改变*组合后，单泵特性曲线是否改变*组合后，组合泵特性曲线是否改变*组合后，管路特性曲线是否改变单泵出口阀调节时，*单泵特性曲线是否改变*组合泵特性曲线是否改变*管路特性曲线是否改变*组合泵工作点有何变化提出问题?判断：1、离心泵安装高度超过允许值时，会发生气缚。2、在管路中操作的并联泵，较单泵流量增加一倍。3、扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量，是单泵特性曲线上流量的两倍。4、开大离心泵出口阀时，系统流量、阻力损失、泵轴功率如何变化？5、液体温度升高一倍时，发现离心泵无液体排出，最可能的原因是什么？6、离心泵汽蚀余量数值越大，泵抗汽蚀能力越强。提出问题?QDHeQ图2-20节流调节时工作点的变化HeAHeDQACDBAE'E提出问题?节流调节，多消耗在阀门上能量为：A、B、C、BAHHHADHHHBDHHH①清水泵B型：单级单吸式，系列扬程范围8~98m流量范围：4.5~360/h,属常用型。D型：多级离心泵(一般2~9级)。系列扬程范围：14~351m流量范围：10.8~850/h适用：压头高，而流量不大的场合。S型：双吸式离心泵系列扬程范围：9~140m流量范围：120~1250/h适用：压头要求不高，流量较大的场合。2.2.8离心泵的类型与选用(1)离心泵的类型4B19按结构分类，用英语或汉语拼音为系列代号。②油泵：Y型要求密封性能好，一般具有冷却措施。流量：6.5~500/h压头：60~603m③其它类型泵耐腐蚀泵(F型)：密封性能好(常用机械密封)杂质泵(P型)：不易堵，耐磨，叶轮：敞式或半闭式屏蔽泵：机泵一体，用于输送易燃、易爆液体。液下泵(EY型)：无泄漏问题，化工常用泵。(2)离心泵的型号命名（书P111）型号：吸入口直径-泵名-扬程-叶轮4B91A①确定泵的类型依据：操作条件(温度、压力)、流体的性质。②选择泵的具体型号a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。工程观点：选择时，有一定生产裕度。b）抗汽蚀性能好c）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。书P416附录T：列出泵的规格(3)离心泵的选用原则12345图2-33往复泵装置简图1—泵缸2—活塞3—活塞杆4—吸入阀5—排出阀2.3容积式泵(正位移泵)2.3.1往复泵(1)结构和工作原理①结构泵缸、活塞、阀门冲程、冲程容积②工作原理●活塞右移时，排出阀关闭，吸液阀开启，开始吸液当活塞移至右端点时，吸液行程结束；●活塞由右端点向左移时,吸液阀关闭，排出阀开启，开始排液，当活塞移至左端点时，排液行程结束。Q0π2π3π图2-35单缸单作用往复泵流量曲线Q0π2π3π图2-37双缸双作用往复泵的流量曲线60,rFTVsnzAq流量单作用泵：60)2(,rfFTVsnAAzq流量双动泵：③类型),,,(,rFTVnsAzfq)(,程、往复次数泵缸数、活塞面积、冲fqTV往复泵的特性曲线:④正位移特性（容积泵、正位移泵）a）流量与管路特性无关区别离心泵：泵提供流量与管路特性有关往复泵特性曲线及工作点（书P129图2.3.6-7）b）压头与流量无关，取决于管路需要理论上，往复泵压头可按系统需要无限增大。实际上，受泵体强度及泵原动机限制。),,,(,rFTVnsAzfq)(,程、往复次数泵缸数、活塞面积、冲fqTV图2-38回流支路调节流量法(2)往复泵的流量调节a、改变活塞冲程、往复次数、泵缸容积b、旁(支)路调节，不能封闭启动；比较离心泵：a、改变阀开度，叶轮转数、直径。b、设出口阀，封闭启动；),,,(,rFTVnsAzfq(3)往复泵的安装a、有自吸能力，不需灌泵。b、有允许安装高度限制影响安装高度的因素液面上方压力、流体饱和蒸汽压、吸入管路情况(4)适用场合适用于：流量小，扬程高，粘度大的流体。不适用：腐蚀性介质或含有固体颗粒的流体。(5)其它类型的正位移泵①隔膜泵②计量泵：多股进料，按比例输送③齿轮泵④螺杆泵(5)其它类型的正位移泵①隔膜泵实际上是一种往复泵②计量泵也是往复泵的一种多股进料，按比例输送③齿轮泵齿轮泵可用于输送粘稠液体以至膏状物④螺杆泵:属容积式转子泵HeQNη图2-42漩涡泵特性曲线示意图HeηN2.4其他类型的叶片式泵2.4.1旋涡泵：特殊类型离心泵特性：流量↑时，功率↓，压头↓2.4.2轴流泵和混流泵离心泵分类见书P94图2.1.1(自学)2-5各类泵的比较与选择书P133-136(自学)2.6风机、压缩机和真空泵概述(1)属于气体输送设备(2)分类：*按结构分类离心式往复式通风机：终压不大于1500mmH2O，压缩比1.15鼓风机：终压不大于0.15atg，压缩比4风机：气体输送设备压缩机：终压3atg，压缩比4主要用于压缩气体真空泵：终压接近于0，压缩比由真空度决定；从设备中抽出气体，使设备中产生负压。压缩机，真空泵：气体压缩设备*按出口压力不同分类a）输送相同质量流量的流体，气体所需压头高（密度小）b）气体压缩时，产生热效应，需设冷却装置。(3)气、液体输送设备区别(a)离心式(b)轴流式离心式和轴流式通风机示意图2.6.1离心式通风机通风机：离心式、轴流式一、离心式通风机结构及工作原理同离心泵主要部件：叶轮、蜗壳叶片形式：低压风机叶片平直中高压风机叶片弯曲(2)离心通风机的性能参数①风量qV：②全风压HT：以进气口体积流量计，m3/s、m3/h选择风机的依据，PafepupgzWupgz2222221111121213/mJ动风压）静风压）((2)(2212kpTHHuppH21,21221212)(2)()(fThguuppZZgH③效率④轴功率PPe)(1000kWqHPPVTePgHWHeTTH问题：HT与流体密度ρ是否有关离心通风机特性曲线风机特性曲线由厂家提供，列于风机样本中。标定条件：)/2.1(20130mkgCatm的空气、特性曲线的校正2.1PP轴功率：2.1TTHH风压：(3)离心通风机的选用①由流体性质，选择风机类型；②由管路所需风压、流量，确定具体型号；例：输送400C空气，管路需要HT′qV′选型注意：按HT和qV′，从样本中选择风机③计算风机效率，使其在高效区工作。书P139例2.6.1,TTHH2.6.2鼓风机离心式：透平鼓风机（多级）主要构造与工作原理与离心通风机相似出口表压力不超过294kPa。旋转式：罗茨鼓风机(正位移型风机)工作原理与齿轮泵相似问题：正位移特性、流量调节2.6.3压缩机离心式：高风压、高转数、体积小、易调节；动力要求高，加工精度要求高。往复式：历史悠久(1)离心式压缩机（透平压缩机）工作原理与离心鼓风机相同特点：常采用多级压缩原因：a）为获得输送气体所需的高风压；级数多，叶轮直径大，转数高(8500rpm)b）防止气体压缩时，温升过高；设级间冷却器，各级温度大致相等c）使风机体积小(逐级减小)，流量大，且流量均匀。d）降低压缩机功耗，提高其经济性。(2)往复式压缩机（自学）①结构和工作原理②无余隙压缩循环③有余隙压缩循环④影响轴功率的主要因素⑤余隙系数和容积系数⑥多级压缩及压缩比的选择12pp前级出口气体绝压后级出口气体绝压压缩比①一般的，压缩比8时，应采用多级压缩；②当各级压缩比相等时，功耗最小，压头最大压缩比：重要性能参数有余隙压缩循环:12340V2V1VP1P2P图2-54有余隙压缩循环V4V3余隙体积：V3余隙系数313VVV新鲜气体：V1-V4容积系数31410VVVV010无余隙154231-工作蒸气；2-扩大管；3-压出口；4-混合室；5-气体吸入口图2-61单级蒸气喷射泵2.6.4真空泵(书P154-156)往复式、旋转式、喷射式等作业：P1577、8、9讨论题